ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Техника гибридизацииПроведение контролируемых скрещиваний лесных деревьев — очень дорогое и долговременное мероприятие. Поэтому прежде чем его проводить, составляют схему (план) скрещиваний, при разработке которой стараются сделать так, чтобы можно было одновременно достичь нескольких целей. Различают самоопыление, системы скрещиваний с неизвестными отцами (свободное опыление и поликросс) и системы скрещивания с известными отцами. Планы скрещиваний составляют, собственно говоря, только для последней группы скрещиваний. Различают полную схему диаллельных скрещиваний, модифицированную схему диаллельных скрещиваний, частичные схемы диаллельных скрещиваний, факториальную схему скрещиваний, простые скрещивания (В. Zobel, J. Talbert, 1984, В. Ditlevsen, 1985). Полная схема диаллельных скрещиваний (рис. 3.1) считается одной из лучших, поскольку включает все возможные варианты щивания и дает почти полную информацию о генетических характеристиках изучаемых клонов. Схема может давать информацию об ОКС и СКС и их дисперсиях. Материал также создает лучшую стартовую точку для отбора наилучших индивидуумов или пар клонов, подходящих для создания биклоновых плантаций. Схема, к сожалению, очень трудна для осуществления, особенно с экономической точки зрения. Например, для реализации полной диаллельной схемы для 20 клонов надо провести 400 контролируемых скрещиваний или 380, если исключить самоопыление. Поэтому в практике используют другие схемы (рис. 3.2-3.4).
Рис. 3.1. Полная схема диаллельных скрещиваний: X — самоопыление Модифицированная схема диаллельных скрещиваний представляет собой ограниченную диаллельную схему скрещиваний. В этом случае из полной схемы исключаются реципрокные скрещивания и самоопыления (рис. 3.2), что значительно удешевляет реализацию схемы. Эта схема дает примерно такую же информацию, как и полная схема диаллельных скрещиваний, но ограничения, допущенные в схеме, не гарантируют такой же точности в опытах при определении параметров. Частичная схема диаллельных скрещиваний может отличаться от полной и модифицированной схемы диаллельных скрещиваний настолько, что один клон не скрещивается со всеми другими клонами (рис. 3.3). Схема менее эффективна, чем схемы полных и модифицированных диаллельных скрещиваний. Однако это компен-
Рис. 3.2. Модифицированная схема диаллельных скрещиваний сируется тем, что большое количество потомства может быть испытано при довольно низких затратах. К сожалению, отсутствие оценок, которые нельзя получить в частичных схемах, значительно усложняют расчеты.
Рис. 3.3. Частичная диаллельная схема Брауна
Рис. 3.4. факториальная схема скрещивания Простое скрещивание пар характеризуется тем, что в этом случае каждый клон включен только один раз — как мать или как отец. Эта схема особенно хороша, если целью является создание популяции для отбора особей для новых семенных плантаций или для использования в дальнейшей селекционной работе. Другим преимуществом использования простого скрещивания пар является то, что большое количество клонов может быть испытано при одинаковой схеме, и обычно очень дешево может быть получено потомство на базе контролируемых скрещиваний. С другой стороны, возможности оценки ОКС и дисперсии ОКС и СКС обычно не очень хороши. Выбор соответствующей схемы зависит от цели контролируемых скрещивании. В табл. 3.3 суммированы достоинства и недостатки названных схем. При планировании скрещиваний следует учитывать ряд особенностей исходного материала, отмеченных С. С. Пятницким (1961): • для получения крепкого потомства необходимо отбирать для скрещивания здоровые неистощенные экземпляры; Таблица 3.3 Сравнение схем скрещиваний (по В. Ditlevsen, 1985)
• у молодых растений выход гибридных семян и плодов выше, чем у старых; • при скрещивании с местными видами полученные гибриды больше уклоняются в их сторону; • при скрещивании культурной формы с дикой уклонение идет в сторону последней; • при скрещиваниях материалов из географически отдаленных местностей или экологически неоднородных условий местопроизрастания больше вероятности получить хозяйственно ценные гибриды; • чем более отдаленные в филогенетическом смысле исходные пары, тем труднее проводить скрещивания; при этом результаты, полученные для пар в пределах секции, могут оказаться выше результатов, полученных для более отдаленных пар. Искусственные скрещивания можно проводить на стоящих деревьях, привитых деревьях, срезанных (укорененных или неукорененных) ветвях, на поваленных деревьях. При скрещиваниях на стоящих деревьях для подъема в крону используются лестницы, подмостки или специальные подъемники. Работа на стоящих деревьях трудоемка и опасна. Проще работа на привитых деревьях ввиду возможности осуществить все желательные комбинации независимо от местообитания исходных особей. Так как привойный материал можно собирать и перевозить даже с одного континента на другой, то участки для скрещивания можно создавать и с географически отдаленными растениями и видами. Прививку ветвей можно осуществлять на подвои, высаженные в сосуды. Известен метод бутылочной прививки, который состоит в соединении больших цветоносных ветвей с такими подвоями. При этом привой до срастания снабжается водой из бутылки. Этот метод используется для березы, ольхи, тополя, вяза. Скрещивания на срезанных ветвях, помещенных в сосуды с водой, применяются у тополей, ив, ильмовых и некоторых других пород. Ветви нарезают в конце зимы. Чем ближе к естественным срокам цветения заготавливают ветви и чем они крупнее, тем успешнее результаты гибридизации. Женские ветви рекомендуется нарезать длиной 1 м и больше. Скрещивания лучше проводить в помещении с регулируемой температурой и влажностью. Скрещивания на поваленных (или подваленных) деревьях значительно упрощают работу. Однако недостатком является разовое использование отобранных деревьев и невозможность быстрого повторения наиболее удачных скрещиваний (если это не клонированные особи). Цветки на отобранных для проведения гибридизации женских особях за 1-2 недели до скрещивания подвергаются изоляции и кастрации во избежание неконтролируемого опыления. При кастрации удаляют мужские генеративные почки, цветки или часть цветков на ветвях, подлежащих изоляции. Обычно кастрация у обоеполых цветков выполняется путем выщипывания тычинок пинцетом. Однополые мужские цветки и генеративные почки удаляются полностью. У двудомных и однодомных растений с однополыми цветками, у которых последние пространственно разобщены, кастрацию не производят. Для изоляции женских цветков и соцветий применяются изоляторы из различных материалов: синтетическая пленка (полиэтилен, целлофан); пергаментная бумага; бумага, пропитанная водоотталкивающим составом; ряд тканей. Преимущества и недостатки каждого вида материала показаны в табл. 3.4. Предпочтение в практической работе отдается пакетам из пергамента (см. рис. 3.5 на вклейке). При изоляции необходимо следить за тем, чтобы в месте привязки пакета не оставалось щелей для залета пыльцы. Для уплотнения, а также обеспечения воздухообмена используют вату в месте привязки пакета. Размеры изоляторов зависят от размеров изолируемых ветвей или цветков. Они могут колебаться от 2-3 х 7-10 см до 20-40 х 50-60 см. Пыльцу, необходимую для гибридизации, заготавливают заблаговременно за несколько дней до цветения (если используется свежесобранная пыльца). Крупные мужские соцветия в почти зрелом возрасте обрывают и помещают в бумажные пакеты или специальные эксикаторы, которые располагают в теплом помещении. После подсыхания пыльники растрескиваются и пыльца собирается в специальные сосуды. Если мужские соцветия мелкие, они нарезаются вместе с мелкими ветвями и раскладываются на бумаге в изолированных помещениях. После выделения пыльцы, ее просеивают для удаления примесей, При несовпадении сроков цветения родительских форм, их территориальной разобщенности и при дальних перебросках пыльцы прибегают к более ранним срокам ее получения на срезанных ветвях в теплом помещении. Для нормального развития цветочных почек регулярно меняют воду или питательный раствор в сосудах и проводят подновление срезов. Пыльца быстро теряет всхожесть, поэтому ее необходимо бережно хранить. Перед закладкой на хранение ее надо просушить в течение одного или нескольких часов. Рекомендуется ее хранить в пробирках, не заполненных доверху и закрытых ватой. Пробирки с пыльцой помещают в эксикатор с хлористым кальцием. В эксикаторе хранят при температуре 3-5°С. Перед использованием пыльцу следует проверить на всхожесть. Опыление производится при помощи мягкой волосяной кисточки, При смене сорта пыльцы кисточку надо тоже менять или стерилизовать. При опылении цветков, изолированных в пакеты, применяют различные пыльцераспылители. Конец распылителя вводят в сделанный ножницами надрез пакета, впускают порцию пыльцы, а затем заклеивают отверстие лейкопластырем или изолентой. Для гарантии опыление повторяют через 1-2 дня. После появления завязей изоляционные пакеты можно снять (через 10-14 дней). Но для сохранения плодов и семян необходимо бороться с энтомовредителями и другими повреждающими факторами. Для предотвращения разлета легких семян и смешивания с другими, а также повреждений птицами необходимо заранее закрыть завязи марлевыми мешочками. Для различных видов древесных растений характерны разные технические приемы скрещиваний, часть из которых будет описана далее. Таблица 3.4. Свойства изоляционных пакетов из разного материала (по Э. Ромедеру, Г. Шенбаху, 1962)
В заключение можно отметить, что гибридизация является весьма перспективным методом для получения соматического, адаптивного и генеративного гетерозиса. Применительно к лесным древесным породам этот метод особенно ценен для вегетативно размножаемых видов. С другой стороны, для перекрестно опыляемых видов этот метод требует доработки в плане последующего размножения полученных ценных генотипов. Если полученные хозяйственно ценные формы размножать обычным семенным путем, то существует большая вероятность потери отобранных ценных признаков. Частично проблему могут решать биклоновые плантации, которые создаются из родительских пар с высокой СКС или введение в поликлоновые плантации растений с высокой ОКС. Однако и в этом случае требуется отбор среди потомков, так как имеется высокая вероятность получения гибридов не только с хорошими, но и нежелательными признаками. Полное сохранение хозяйственно ценных признаков отобранных гибридов возможно только при вегетативном или апомиктическом размножении. Поэтому целесообразно было бы сосредоточить усилия на создании промышленных методов массового вегетативного (включая микроклональное) размножения хозяйственно ценных генотипов лесных древесных пород, полученных в результате направленной гибридизации. Кроме того, необходимо провести исследования по разработке методов искусственного получения апомиктовотхозяйственно ценных форм лесных древесных пород. Вопросы для самопроверки 1. Что такое гибрид? 2. Перечислите цели гибридизации лесных древесных пород. 3. Какие задачи метод гибридизации позволяет решить при создании лесосеменных плантаций? 4. Охарактеризуйте конгруэнтные и инконгруэнтные скрещивания, их различи; и значение. 5. Опишите характеристику комбинационных скрещиваний и принципы подбора пар при их использовании. 6. Опишите трансгрессивные скрещивания и их отличия от гетерозисных. 7. Охарактеризуйте явление гетерозиса, его типы и категории. Приведите гипотезы, объясняющие проявление гетерозиса. 8. Опишите методы гибридизации: простые и сложные. 9. Как получают инцухт-гетерозисные гибриды? 10. Укажите предпочтительные методы гибридизации для растений с разными системами размножения: самоопылителей, перекрестноопыляющихся и вегетативно размножающихся. 11. Приведите схемы диаллельных скрещиваний (полная, модифицированная, частичная, факториальная) и простое скрещивание пар; их отличия, достоинства и недостатки. 12. Какими особенностями должен обладать исходный материал для получения успешных скрещиваний? 13. Как технически может осуществляться гибридизация лесных древесных пород? 14. Перечислите достоинства и недостатки различных типов изоляторов для цветков древесных пород. 15. Охарактеризуйте режим хранения пыльцы и приемы искусственного опыления и получения семян у лесных древесных пород ГЛАВА 4 Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|